DE8205664U1 - Verteileraggregat für mit einem strömungsfähigen Wärmeträgermedium arbeitende Heizungs- und/oder Kühlanlagen - Google Patents

Description

19. Mai 1983/3 16 K 2576 VNR.: 100 986

Wilhelm Friedrich Korner Schaffelkinger Weg 11

7900 Ulm / Donau

Verteileraggregat für mit einem strömungsfähigen Wärmeträgermedium arbeitende Heizungs- und/oder Kühlanlagen

Verteileraggregat für mit einem strömungsfähigen Wärmetauschermedium arbeitende Heizungs- und/oder Kühlanlagen zum Anschluß einer Mehrzahl Zweigleitungen an Haupt- Vorlauf- und-Rücklaufleitungen, mit einer Mehrzahl gleicher oder gleichartiger Verteilerelemente, die mit Armaturen einer Regelstrecke wie Absperr-, Drossel-, Regel- und Umlenkeiemente, Förderpumpen u. dgl. versehen, in Nebeneinanderanordnung paneelartig zusammengefaßt und von einer Wärmeisolierung umgeben sind.

Bei wärmetechnischen Energieversorgungsrniagen,durch die ein Medienstrom geleitet wird, werden im allgemeinen zur Teilung dieses Volumenstromes horizontal gelegene, aus einzelnen Rundrohren hergestellte Verteilerstöcke gebaut. Solche horizontal gelegenen Verteilerstöcke dienen der Aufgäbe, vorlauf- und rücklaufseitig durchfließende Medien in Einzelgruppen senkrecht nach oben zu teilen. Diese senkrecht zum Verteilerstock angeordneten Einzelgruppen bestehen ebenfalls aus Rundrohren zwischen die durch Gewindeoder Flanschverbindungen Pumpen, Absperrventile, sowie Steuer-, Meß-, und Reglerkörper eingebaut sind.

Aufgabe dieser Einzel- Vor- und-Rücklaufgruppen ist es, das hindurchfließende Medium, den Anforderungen entsprechend geregelt und gesteuert, den Verbrauchereinheiten zuzuführen. Bei wärmetechnischen Anlagen wi° z.B. Zcatraiheizungen besteht die Forderung, die erzeugte Wärme möglichst rasch und ohne Verluste an den Wärmeabnehmer weiterzuleiten .

Die Verteilerstöcke und die senkrechten Einzelgruppen, die z.B. bei Zentralheizungsanlagen im Kesselraum untergebracht sind, müssen nach Normvorschrift eine Rohrisolierung gegen Wärmeverluste erhalten. Fast ausschließlich nur in Großanlagen werden hier auch die Ventile, Pumpenkörper, Reglerkörper sowie Flansche und Muffen gegen Wärmeverluste isoliert. Bei kleineren wärmetechnischen Anlagen wird aus wirtschaftlichen Gründen und aus Gründen der schwierig anzubringenden Gesamtwärmedämmung über alle Armaturen hinweg meist auf diese so wichtige Isolierung verzichtet.

Aus den vorbeschriebenen Schwierigkeiten we/den heute Wärmeverteilungsanlagen nur rohrseitig, nicht aber - wie das jetzt in der Bundesrepublik Deutschland gesetzlich vorgeschrieben ist - auch ventilkörperseitig isoliert.

Zwischen Wärmeerzeugung und Wärmeabgabe ist ein sehr wesentliches wärmeführendes Zwischenglied in Form von Wärmeverteilungsanlagen eingeschaltet, das bei bekannten Anlagen nicht den heutigen Anforderungen zur Einsparung von Wärmeenergie entspricht. Es ist auch nicht möglich, mit herkömmliehen Werkstoffen und Aufbauten an der Baustelle die gestellten Forderungen zu erfüllen.

Um welche Größenordnungen an Gesamtwärmeverlusten es bei diesen Anlagen in ZentraiheizungsanJagen geht, zeigen nach-3b folgende Zahlen:

In der Bundesrepublik Deutschland werden zur Zeit 4,S Millionen ölbefeu3rte Anlagen überwacht und auf ihre Abgasveriuste überprüft. Nimmt man diese nur kleine Anzahl der in Wirklichkeit betriebenen Zentralheizungsanlagen in Deutschland als Grundlage, so ergibt sich folgendes Bild:

Auf der Basis einer mittleren Warmwasserheizungsvorl\uftemperatur von 50⁰C, über den ganzen Tag gerechnet, und einer Umgebungstemperatur von 20⁰C, gibt ein nicht isolierter Ventilkörper mit der Nennweite DN 50 ca. 90 Watt pro Stunde an Wärme ab.

In der Regelgruppe einer mittleren Warmwasser-Zentralheizungsanlage sind eingebaut: 2 Vorlaufventile, 2 Rücklaufventile, 1 Regelventil, 1 Umwälzpumpe, insgesamt 6 Ventile für jede Regelgruppe. Im Durchschnitt hat jede Zentralheizungsaniage jedoch zwei Regelgruppen mit 1 2" VentilKörpern , die zu einem Wärmeverlust von 1080 Watt/h führen (mit nicht isolierten Ventilkörpern).

Bei einem 24-Stunden-Betrieb ergibt das einen Wärmeverlust von ca. 26.000 Watt h/Tag = 26 kWh/Tag. Sezt man eine Heizperiode von ca. 210 Heiztagen in Rechnung, so ergibt das 26 χ 210 = ca. 5460 kWh/Jahr, bei den eingangs erwähnten

ZS 4,8 Millionen z. Zt. überwachten Zentralheizungsanlagen ergibt sich so ein Wärn;?veriustvolumen von ca. 26,2 Millionen MWh = 26.200 GWh.

Durch die DE-AS 2 014 093 ist es bekannt, ein Verteilernggregat als frei im Raum aufragende Vierkantsäule mit einzelnen naneel-artig ausgebildeten Begrenzungsteilen zu versehen, wobei die Verteilerrohre rechteck'förmigen Querschnitt haben und von unten ringförmig angeordneten Ouerverteiiern hochragen. Die Installation ist dort jedoch wieder in herkömmlicher Weise mit ausschließlich außen angeordneten Armaturen ausgeführt, was zu den zuvor beschrie-

benen Nachteilen führt.

Ausgehend von dem eingangs genannten Verteileraggregat liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, dieses Aggregat so weiterzubi.¹ 'en, daß bei vereinfachter und verbilligter Fertigung die Strömungsvorgär.ge wirtschaftlich verbessert und die Verluste an Wärmeenergie wesentlich herabgesetzt werden.

lü Zur Lösung dieser Aufgabe werden erfindungsgemäß die Verteilerelemente einzelner Strömungskreise zu einheitlichen Verteileisäulen mit integriert eingebauten Armaturen und mindestens einer Voriaufkammer und einer Rückiaufkammer zusamnngefaßt.
Ib

Durch die Ausbildung aus einheitlichen Verteilersäulen für |f die einzelnen Strömungskreise ist das ganze Verteileraggre-

;| gat außergewöhnlich kompakt mit geringem Volumen und ent-

I. sprechend kleiner Außenfläche auszuführen, daher auf ein-

i* 20 fache Weise auch als Ganzes nach außen hin zu isolieren. f, Die Wärme abgebenden Flächen sind ferner dadurch gemindert,

% daß nahezu die gesamten für die unterschiedlichen Steuer-

ungs- und Regeivorgänge benötigten Armaturen innerhalb der Wandungen der einzelnen Verteilersäulen untergebracht sind, selbst also keinerlei Wärme nach außen abgeben können. Es sind daher in der Regel auch keine Verbindungsleitungen zwischen die unmittelbar aneinandergrenzenden Säulenkammern einzuziehen. Da Vorlauf- und Rücklaufkammer unmittelbar aneinandergrenzen, tritt dort nur die ohnehin in den 3C jeweiligen Strömungskreisen notwendige Wärmeverschiebung durch Anheben der Rücklauftemperatur vor der Einleitung in den Kessel ein.

Die einzelnen Verteiler können praktisch vollständig vom Hersteliungsbetrieb fertiggestellt werden. Sie sind nur an einer Halteruung anzubringen, miteinander und mit ihren

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Außenanschlüssen zu verbinden. Auf diese Weise wird die Herstellung auf industrieller Basis außergewöhnlich vereinfacht und verbilligt, und trotzdem ist eine Anpassung an die unterschiedlichsten Anforderungen möglich. Dabei lassen sich auch die Verteilersäulen so gestalten, daß die Strömungsvorgänge weitgehend optimal gegen geringe Widerstände ablaufen können, und das Wärmeträgervolumen läßt sich sehr genau und wirtschaftlich auf die Wärmeerzeuger, Verbraucher u. dgl. abstimmen. Daher lassen sir'i auch Pum-

10' pen-, Regel- und Steuereinrichtungen, Ventile, Wärmeschutz u. dgl. besonders wirtschaftlich dimensionieren. Infolge geringerer Gesamtoberfläche we-den die Isolierungen insgesamt vereinfacht und die Wärmeverluste herabgesetzt,

Bei der Paneel-Ausführung läßt sich das ganze Aggregat durch Anstoßen an der Decke exakt ausrichten, so daß sich auch die Rohranschlüsse am Verteileraggregat und am Gebäude einander genau in der vorgegebenen Höhe zuordnen lassen. Man kann also bereits verlegen, bevor das Aggregat gelie-

<?ü fert und eingebaut ist. Dessen Herstellung wird wiederum durch die kompakte Anordnung unabhängig davon vereinfacht , wie es aufgebaut und gesteuert wird. Man kann das ganze Aggregat leicht mit einer dichten wärmedämmenden Umhüllung versehen und auch gegen Wärmeverluste geschützt im Gebäude einbauen.

Die Wärmedämmung kann im Prinzip nach Fertigstellung des Paneels vorgenommen werden, grundsätzlich auch an der Baustelle, vorzugsweise jedoch bei der Vormontage, und gerade bei dem letzten Verfahren empfiehlt es sich, die Hohlsäulen wenigstens an den Paneel-Außenflächen mit einer vorgefertigten, fest an ihrer Wandung angeDrach'ten Wärmedämmlage mit Durchbrechungen nur für den notwenigen Anschluß von Anzeige- und Bedienungselementen zu versehen.

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Die einzelnen Verteilersäuien, die auch waagerecht orientiert sein können, lassen sich grundsätzlich einstückig in eine gemeinsame Hohlplatte einordnen, die durch zahlreiche Trennwände in einzelne, nebeneinanderliegende Strömungskanäle unterteilt i_st. Dabei können allerdings Wärmeübertragungen zwischen eingeschalteten und abgeschalteten Stromkreisen entstehen. Aus diesem Grunde werden zweckmäßigerweise die jedem Strömungskreis zugeordneten Doppelkammer-Hohisäulen unter Zwischenabständen voneinander vorgesehen und gegeneinander, insbesondere unter fest auf ihren Seitenflächen angebrachte Wärmedämmschichten isoliert. Grundsätzlich kann somit jede Verteilersäule umfangsschlüssig mit einer Isolierschale umhüllt sein, welche die Wärmeabgabe praktisch nach allen Richtungen herabsetzt.

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mäßigerweise Querverteiler für Gesamtvor- und Rücklauf angeschlossen, insbesondere angeformt. Auch derartige Querverteiler lassen sich vorfertigen und ggf. mit Klemmverbindüngen an entsprechenden Obergangsöffnungen in den Hohlsäulen anschließen, sie können aber auch einstückig angeformt sein. Ein solcher Querverteiler kann" stirnseitig am oberen, ein anderer stirnseitig am unteren Ende angebracht werden, sich also vollständig in die Umrißform eines Paneels einordnen lassen.

Das Verteileraggregat sollte wenigstens eine in seiner Ebene längs der Einzel-Verteilungssäulen angeordnete Haupt verteilersäule zum Durchleiten des gesamten Wärmeträgermediums für alle anzuschließenden Zweigleitungen auf v/eisen. Auf diese Weise ist eine Voreinstellung bzw. Einregeiung im gesamten Wärme- bzw. Kältekreislauf der Anlage möglich, ohne daß dies bemerkenswerte Wärmeverluste verursacht bziv·. nach außen störend in Erscheinung tritt. Wenn auch norma- !erweise gleiche Querschnitte für die einzelnen Hohlsäulen und deren Kammern angestrebt werden, so lassen sich doch

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diese Kammern innerhalb des Verteileraggregates unterschiedlich breit ausbilden und damit dem Volumen der strömenden Medien anpassen.

In den Verteilersäuien läßt sich jeweils eine thermostatisch steuerbare Förderpumpe anbringen, wobei insbesondere deren Verbindungsteile für den außen angebrachten Antriebsmotor durch die Frontisoiierung hindurchgeführt sind. Man kann so die einzelnen Strömungskreise je nach Wärmebedarf

IU aktivieren bzw. die Temperaturen der strömenden Medien beeinflussen.

Aus der tragenden Wandung der Verteilersäulen lassen sich Anschlußrohrstutzen durch die Isolierhülse nach außen führen und vorzugsweise mit einem angeformten Isoliermantelstutz-en umgeben. Man braucht dann nach Hersteilen der Rohranschiüsse die Isolierung nur mit Abstand von der Hohlsäuie zu vervollständigen.

Jeder Verteilersäule lassen sich Wärmeübertragungsmittel zum Obertragen von Wärme von einer Säulenkammer, durch die Ebene einer Trennwand hindurch, in die benachbarte Säulen·- kammer zuordnen. Während dies normalerweise gesonderte, meist freiliegende Leitungsverbindungen notwendig machte, bleibt hier an· eine einzige, leicht zu überwindende Barriere. Auf diese Weise läßt sich vor allem die RücKlauftemperatur vor Einleitung in den Kessel anheben, damit die Taupunktgrenze im Wärmeerzeuger nicht unterschritten wird

Im Einwirkungsbereich der Förderpumpe läßt sich so zwischen beiden Säulenkammern, insbesondere in der Trennwand, wenigstens eine Durchtrittsöffnung vorsehen, und dieser können Stellmittel zur Einstellung oder Regelung der durch diese Durchtrittsöffnung hindurchgeführten Strömung zugeordnet sein.

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Es lassen sich ferner der Durchtrittsöffnunß Strömungs-

.der

leitmittel zum Leiten der Strömung in der/Durchtrittsöffnung nachgeschalteten Säulenkammer zuordnen. Beispielsweise können diese Leitmittel,etwa Lamellen, in der nachgeschalteten Säulenkammer stromaufwärts der Durchtrittsöffnung vorgesehene, längs der Säulenkammer ausgerichtete Leitelemente zum weitgehend laminaren Einleiten der Hauptströmung und stromabwärts der Durchtrittsöffnung zur Längsrichtung der Säulenkammer unterschiedlich geneigte Wirbel und/oder Mischer-Leitelemente aufweisen. So lassen sich einmal die beiden Teilströmungen in der jeweils gewünschten Weise auf kürzestem Wege zusammen- und ineinanderführen und dann gründlich mischen, damit man mit nur geringem Abstand von den Mischelementen und daher in Sekundenschnei-Ie schon die u.U. für weitere Regelvorgänge benötigte Temperatur messen kann= Auf diese Weise läßt sich auch die Länge der Regelstrecke bzw. der Säulen Verkürzen.

Der oder einer weiteren Durchtrittsöffnung zwischen beiden Säulenkammern wird vorzugsweise ein thermostatisch regelbares Mischventil zugeordnet, das die Leitströmung selbsttätig nach einer ertasteten Temperatur einstellt und ggf. elektronisch gesteuert werden kann.

Als besonders zweckmäßig hat es sich erwiestn, wenigstens in der Hauptverteilersäule die Wärmeübertragungsmittel in abgeteilten Längsschächten beider Kammern der Verteilersäule anzuordnen. Mindestens in dem abgeteilten Längsschacht einer der beiden Säulenkammern läßt sich dann die bzw. eine Förderpumpe anbringen, die saug- oder druckseitig an ihrem Schacht angeschlossen sein kann.

Es lassen sich auch die beiden Längsschächte an einem Ende durch einen die Durchbrechung begrenzenden gemeinsamen Um-

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lenkbogen begrenzen. Man kann daher durch Einschalten der Pumpe eine Umkehrsteuerung in Gang setzen, die auf einer U-förmigen Schleife einen Teil der Strömung aus der Vorlaufkammer in die Rücklaufkammer überführt. Am auslaßseitigen Ende des stromabwärts liegenden Längsschachtes sollte dann möglichst wieder eine Mischeinrichtung zum Durchmischen der Schachtströmung mit der restlichen Kammerströmung vorgesehen sein..

Eine weitere Ausführungsform der Erfindung ist gekennzeich net durch die Ausbildung der Wärmeübertragungsmittel als beide Säulenkammern thermisch verbindende, insbesondere eine dazwischen angeordnete Trennwand im wesentlichen strömungsmitteldicht durchsetzende Wärmeübertragungselemente mit großen Wärmetauscherflächen in beiden Längsschächten. Solche Wärmeübertragungsmittel sind an sich bekannt und bedürfen keiner gesonderten Energiezufuhr, um den Wärmeübergang zu verbessern, sie lassen sich aber¹ durch Einschalten einer Pumpe auf wenigstens einer Seite aktivieren, da auf diese Weise das Wärmegefälle und damit der Wärmedurchgangsstrom vergrößert wird. Man braucht jedenfalls so nicht das Wärmeträgermedium aus der einen Kammer in die andere umzuleiten, sondern nur durch die Trennwand hindurch aufzuheizen (oder abzukühlen).

So lassen sich Wärmeübertragungselemente einsetzen, die nach Art von "heat pipes" jeweils einen rohiförmigen Hohlkörper aufweisen, der mit einem strömungsfähigen, schnell reagierenden Wärmetauschermittel bzw. Kältemittel gefüllt ist, dessen Kondensationstemperatur etwas über der Temperatur der Rücklaufkammer liegt. Es bildet sich dann eine Strömung im oberen Teil entgegengesetzt zur Strömung im unteren Teil des querliegenden Hohlkörpers aus, wobei das zunächst dampfförmige Kältemittel in der Rücklaufkammer kondensiert, in die Vorlaufkammer zurückfließt und dort

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durch Erwärmung bei der höheren Temperatur wieder verdampft. Solche Vorrichtungen sind u.a. bekannt durch "Gesundheits Ingenieur, 1976, S. 164-167" und bedürfen keiner weiteren Erläuterung.

Die einzelnen Verteilersäulen lassen sich mit insbesondere durch eine Wärmedämmschicht hindurch an einer tragenden Wand zu befestigenden Halteschiene versehen, die vorzugsweise durch seitlich vorspringende Anschlußflansche gebiidet sind und dann zum Beispiel mit solchem Abstand zum Korpus der Verteilersäule abgewinkelt sein können, daß sie den Rand einer Wärmedämmlage umgreifen und diese halten.

Es können auch die Wärmedämmlagen benachbarter Verteilersäulen einen Abstand für einen Zi-zischenraum zur Aufnahme zusätzlicher Einrichtungen wie elektrische Leitungen und Installationsteile haben. Diese Räume müssen in der Regel nicht abisoliert werden, sondern können auf einfache Weise mit einem Deckstreifen nach außen abgeschlosssen sein.

Dabei werden zweckmäßigerweise die Anschlußflansche Z-förmig mit einander übergreifenden Randteilen ausgebildet. Für benachbarte Säulen kann man dann die gleichen Schrauben verwenden. An den Halteschienen bzw. Anschlußflanschen werden insbe· xvJere U-förmige Führungsschienen für herausnehmbar einzufügende Geräteteile vorgesehen, die sich dadurch leicht und schnell befestigen und ggf. auswechsein lassen.

Dem Verteileraggregat angepaßt ist ferner eine mit gleicher Höhe (bzw. Länge) und Tiefe seitlich an das Aggrgat anschließend, insbesondere in dieses integriert eine Steuer- und Regelsäüle mit einzeln herausnehmbaren Einschüben für Meß-, Steuer- und Regelgruppen. Wenigstens zum Paneel hin kann auch diese Säule durch eine Wärmedämmlage abgeschirmt sein.

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In der die Erfindung beispielsweise wiedergebenen Zeichnung zeigen

Fig. 1 eine räumliche Ansicht eines erfindungsgemäßen Verteileraggregates mit zum oberen Ende hin geschnittenen Hohlsäulen,
Fig. 2 einen Schnitt durch eine solche Hohlsäuie längs

der Linie II/II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt durch diese Säule räch der Linie III/III in Fig. 2,

Fig. 4 einen Schnitt durch zwei benachbarte Hohlsäulen

gemäß Linie IV/IV in Fig. 2,

Fig. 5 in vergrößertem Maßstab die Stelle V aus Fig. 4, Fig. 6 eine schematische Frontansicht des Verteileraggregates, teilweise dicht unter den Frontplat-

ten geschnitten,
Fig. 7 einen Schnitt durch dieses Verteileraggregat nach

der Linie VII/VII in Fig. 6,

Fig. 8 einen solchen Schnitt nach der Linie Vill/VIII in Fig. 6 ,

Fig. 9 eine der Fig. 6 entsprechende Darstellung eines im Bereich der Hauptverteilersäulen abgewandelten Verteileraggregates, und die

Fig. 10 und 11 den Fig. 7 und 8 entsprechende Dar-Stellungen dieser Abwandlang,

Das in den Fig. 1 bis 8 gezeigte Verteileraggregat ist im wesentlichen gebildet aus einer Hauptverteilersäule 1 , zwei Einzel-Verteilersäulen 2, 3 und einem an deren Fußende angebrachten Querverteiler 4. Die Verteilersäulen 1 bis 3 sind, wie sich hinsichtlich der Einzel-Verteilersäulen 2, 3 am besten anhand den Fig. 2 bis 5 erläutern läßt, quaderförmig bzw. als Vierkant-Hohirohre ausge-,5 bildet, deren Korpus eine Vorderwand 5, eine Rückwand 6 und zwei Seitenwände 7, 8 aufweist. Durch eine längs im

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Säulenkorpus eingezogene Trennwand 9 werden die Verteilersäulen unterteilt in zwei gleichgroße Säulenkammern, eine Varlaufkammer 11 und eine Rücklaufkämmer 12.

In gleicher «eise ist der Korpus des Doppel-Querverteilers 4 durch eine Trennwand 13 unterteilt in zwei Verteilerkammern, eine obere Vorlaufkammer 14 und eine untere Rücklaufkammer 15. Diese Kammern stehen mit den Kammern der einzelnen Verteilersäulen, mit den Vorlaufkammern dvrch öffnungen 16 und mit den Rücklaufkammern durch öffnungen 17 in Verbindung.

Der Querverteiler 4 kann wahlweise am unteren oder oberen Ende der Hohlsäulen angebracht sein, es läßt sich auch eiνc Kammer oben, die andere unten anbringen. Anstatt die beiden Säuieukammern 11 und 12 nebeneinander anzubringen, lassen sie si :h grundsätzlich auch hintereinander anordnen, jedenfalls aber mit größerer Tiefe ausbilden als zunächst vorgesehen.

Vom Querverteiler 4 einmal abgesehen, können jedenfalls die Verteilersäulen 1, 2, 3 in später noch zu beschreibender Weise zu einem geschlossenen Plattenkörper, einem Paneel, zusammengefaßt werden, das sich als Ganzes etwu auf Konsolen 18 so an einer Gebäudewand 19 anbringen läßt, daß das obere Ende des Paneels 20 mit der Raumdecke 21 bündig abschließt. Im Prinzip können natürlich auch die Säulen bzw. Vierkantrohre waagerecht und der Querverteiler senkrecht angeordnet werden.

"" ' In jeder der beiden Säulenkammern 11, 12 ist jeweils unten ein Absperrventil 22, oben ein ebensolches Absperrventil angebracht. Am unteren Ende ist ein Ablaßstützen 24 vorgesehen, am abgeschlossenen oberen Ende, da's eine Entiüftungskammer bzw. Luftsammeikammer bildet, ein Entlüftungs-

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stutzen 25. Dicht unter diesem ragt von der Vorderwand ein Rohrstutzen 26 zum Anschluß der veschiedenen, zur Wärmeversorgung und zum Anschluß an Verbraucher dienende Leitungen 2 7 .

28 ist eine Einsatzöffnung für ein Thermometer 281, 29 eine in der Vorlaufkammer 11 angeordnete Förderpumpe und 30 ein in deT Rücklaufkammer 12 angeordnetes Rückschlagventil .

In der Trennwand 9 ist unterhalb der Fördernumpe 29 eine erste Durchtrittsöffnung 31 angebracht, der ein mittels eines Knebels von außen voreinstellbares Einsteliorgan 32 zugeordnet ist. Dieses Einstellorgan begrenzt einmal mittels eines Zylindersegmentes 33 die freie Öffnung der Durchtrittsöffnung 31 und leitet zudem je nach Einstellung eine mehr oder weniger große Strömungsmenge aus der Rücklaufkammer 12 durch die Durchtrittsöffnung hindurch in die Vorlaufkammer 11. In dieser sind dicht an und außerhalb der Bahn des Zylindersegmentes 33 erste parallel zur Trennwand 9 angeordnete Leitschaufeln 34 stromaufwärts und zur Trennwand unterschiedlich geneigter Mischelemente 35 stromabwärts angebracht. Durch die Leitschaufel 34 hindurch wild zunächst ein Teil der VorlaufStrömung quer in die aus der Rücklaufströmung in die Vorlaufkammer abgezweigte Strömung eingeleitet, unddiese Mischströmung wird durch die Mischelemente 35 innig vermischt, damit schon am Thermometer 2Sl die Mischtemperatur exakt ertastet und angezeigt werden kann.

Unterhalb der Durchtrittsöffnung 31 ist eine weitere Durchtrittsöffnung 40 angebracht, die mit einem thermostatisch, evti .elektronisch regelbaren Drei- oder Vierwegemisch ventil 36 besetzt ist, dessen Absperrsegment 37 in der Betriebsstellung Fig. 3 den Ablauf der RJcklaufkammer ab-

sperrt, also die ganze in der Rücklaufkammer zurückgeführte Strömung wieder in die Vorlaufkammer einleitet. Die Steuerung kann von in der Säule, neben dieser oder auch von entfernt angeordneten Steuer- und Regelvorrichtungen, insbesondere aus Informationen der Thermometer 281 beider Säulenkammern beeinflußt sein.

In der Hauptverteilersäule 1 sind nach der Darstellung in den Fig. 6 bis 8 durch eine Zwischenwand 38 an der Vorderwand 5 in beiden Säulenkammern 69, 70 oberhalb der nur im vorderen Teil angebrachten Durchbrechung Ή VzWe"i Längsschächte 39, 41 abgeteilt. Die Förderpumpe 291 ist dabei nur im Längsschacht 39 der Vorlaufkammer 69 angeordnet. Beide Kammern sind ebenso wie die Durchbrechung 311 durch einen gekrümmten Umlenkbogen 42 begrenzt. Im Längsschacht der Rückiaufkammer 7ö ist zudem das nur auf diesen Teil abgestellte Rückschlagventil 301 angebracht und "am Austrittsende des Schachtes eine Mischeinrichtung' 60, die wiederum die Durchmischung der beiden Teilströme in der Rücklaufkammer 70 bewirkt. Die als Beimischpumpe zur mitunter notwendigen Anhebung der Rücklauftemperatur wirkende Förderpumpe 291 wird dabei durch einen Thermostaten 67 in der Rücklaufkammer gesteuert.

Wie vor allem aus Fig. 5 zu ersehen, sind an der Rückwand der einzelnen Säulen seitlich überstehende Z-förmige Randstreifen 50 angeformt, deren Zwischensteg'59 einen vorgegebenen Abstand von der jeweiligen Seitenwand 7 bzw. "8 hat, weicher der Dicke einer auf dem ganzen Umfang um den Korpus der Säule angepaßten Wärmedämmlage 43 entspricht, die gebildet wird durch eine U-förmige Schale 44 und einen Piattenteil 4 5, der auf beiden Seiten eine in die Kröpfung vorragende Nasenleiste 46 bildet. Auf diese Weise wird eine formschlüssige Ausrichtung des Plattenteiles 45 zum Säulenkorpus erzielt. Es kann auch die Schraubenbefesti-

It III

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gung an der Wand oder einem geeigneten Zwischenträger von den Flanschenden 47 her erfolgen.

Je nachdem, wie breit der zwischen den Wurmedämmlagen benachbarter Säulen gewünschte Zwischenraum 48 werden soll, kann man die Flanschränder seitlich nebeneinander anordnen oder einander übergreifen lassen. Zu diesem Zweck kann auch der eine Steg 59 etwas kürzer als der andere bemessen sein. Dabei läßt sich eine der beiden Nasenleisten 46 an der Stoßstelle 49 abtrennen.

An den Flanschenden 47 kann zusätzlich eine C-förmige Halteschiene 51 befestigt werden, in die sich mittels Fußanker 52 verschiedene Geräteteile, evtl. auch eine Zwischenplatte 53 einhängen lassen, die beispielsweise dort hochgeführte elektrische Leitungen 54 abschirmt, während sie darüber beispielsweise das Anbringen von Druckluft-Steuerleitungen o. dgl. 68 ermöglichen. Nach außen wird dann der Zwischenraum 48 durch einen Streifendeckel 55 abgeschlossen.

Wie Fig. 1 zeigt, läßt sich seitlich neben dem Paneel 20 oder auch teilweise in dieses integriert e'ine Steuer- und Regeisäule 56 einfügen, in deren Einschüben 57 die unterschiedlichsten Steuer-, Mess- und Regelge^äte unterzubringen sind. Aus der Säule 56 heraus können dann die einzelnen Anschlüsse zu den verschiedenen Hohlsäulen nach Bedarf unter, über oder in der Wärmedämmlage eingeführt werden, wobei sich für die Hochführung ebenfalls die Räume 48 empfehlen.

Anstatt die verschiedenen Verteilersäulen, gesondert an der Wand zu befestiger;, können'sie auch an einem odei* mehreren Zwischenträgern, etwa am oberen oder unteren Ende von rückseitig angebrachten Querstäben befestigt werden, die ggf.

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aus einem tragfähigen und wärmedämmenden Kunststoff bestehen und an der Wand befestigt sind. Auch gegenüber den Konsolen 18 kann das Paneel wärmedämmend abgeschirmt werden.

P.ine Wärmedämmlage kann ebenso wie am ganzen Umfang einer jeden Verteilersäule auch an deren Stirnflächen und an den Außenflächen des Querverteilers angebracht werden. Damit sind alle das Wärmeträgermedium führenden Teile des Verteileraggregates an ihrer Außenfläche abisoliert. Die innerhalb der Hohlsäulen angebrachten Armaturen sind z. T. mit dünnen Verbindungselementen durch die auf der Vorderwand 5 angebrachte Wärmedämmlage hindurch an die außen liegenden Teile angeschlossen. Dies gilt auch für den Motor 292 der Pumpe 29. Zudem ist dem Rohrstutzen 26 jeweils ein Außenstütze!! 261 zugeordnet, der das Einstecken

CO

einer Isolierstoffhülle/ermöglicht. Durch das Anstoßen des Paneels an der Raumdecke lassen sich auch zu dieser

die verschiedenen Anschlußleitungen 27 ausrichten, bevor I
s 20 das Paneel eingebaut ist,

Von der bisherigen Ausführung abweichend entfällt gemäß

Γ den Fig. 9 bis 11 die in der Trennwand 9 bisher vorge-

sehene Durchtrittsöffnung 311 mit dem Umlenkbogen 42. Es

5 ist vielmehr in einem Teilstück zwischen den beiden etwa ρ gleichlangen Längsschächten 61, 62 in der Trennwand ein

Wärmeübertragungsaggreagt 63 mit einer Vielzahl einzelner Wärmeübertragungsrohre 64 angebracht.

f. 30 Die Wärmeübertragungsrohre 64 sind mit einem auf den ie-H weiligen Temperaturbereich abgestimmten schnell reagier-

enden Wärmetauschermittel bzw. Kältemittel gefüllt, das im Längsschacht 61 der Vorlaufkammer 69 verdampft wird, wobei der Dampf längs der oberen Wand des Rohres zum Längs-35 schacht 62 der Rücklauf kartier 70 hin wandert und dort kon-

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I I I 1 I * * *

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densiert. Nach Rückfluß des Kondensats zum Längsschacht beginnt der Kreislauf von neuem. Dabei läßt sich die Intensität der Wärmeübertragung durch einfache motorbetätigte Klappenventile 65, 66 steuern, welche die Strömung in den beiden Längsschächten hemmen oder freigeben. Auch dort kann selbstverständlich eine Förderpumpe 291 nach Fig. 6 eingesetzt Averden, wenn die Intensität des Wärmeübergangs stärker beeinflußt werden soll.

Claims (24)

1. Wilhelm Friedrich Korner 19. Mai 198 3/3

   Ingenieur _1A „ _9C7,

   Schaffelkinger Weg 11 ^{lö K lb/b}

   7900 Ulm/Donau ^VNR'^{: 1C)0 GC6}

   Verteileraggregat für mit einem strömungsfähigen Wärmeträgermedium arbeitende Heizungs- und/oder Kühlanlagen

   Ansprüche

   ^: 1. Verteileraggregat für mit einem strömungsfähigen Wärmetauschermedium arbeitende Heizungs- und/oder Kühlanlagen zum Anschluß einer Mehrzahl Zweigleitungen an Haupt- Vorlauf- und-Rücklaufleitungen, mit einer Mehrzahl gleicher

   K' oder gleichartiger Verteiler die mit Armaturen

   einer Regelstrecke wie Absperr-, Drossel-, Regel- und Umlenkeiementen,Förderpumpen u. dgl. versehen, in Neben-

   ί einanderanordnung paneelartig zusammengefaßt und von einer

   ; 15 Wärmeisolierung umgeben sind, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens die Verteiler einzelner Strömungskreise zu einheitlichen Verteiiersäuien (1 bis 3) "mit integriert eingebauten Armaturen und mindestens einer Voriaufkammer (11) und einer Rücklaufkammer (12) zusammengefaßt sind. 20
2. 2. Verteiieraggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verteiiersäuien (1 bis 3) ivenigstens an den Paneel-Außenflächen mit einer vorgefertigten, fest an ihrer Wandung angebrachten Wärmedämmiage (44, 45) mit Durchbrechungen nur für die notwendigen Anschluß-, Anzeige- und Bedienungseiemente versehen sind.
3. 3. Verteileraggregat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die jedem Strömungskreis zugeordneten Verteiiersäulen (1 bis 3) unter Zwischenabständen voneinander vorgesehen und gegeneinander, insbesondere uni.er fest auf ihrer Seitenflächen angebrachte Wärmedämmschichten (44) abisoliert sind.

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4. 4. Verteiieraggregat nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß an Kopf- oder Fußende der Verteilersäulen Querverteiler (4, 14, 15, 71, 72) für Gesamt- Vorund-Rücklauf sich anschließen, insbesondere angeformt sind.
5. 5. Verteileraggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Paneel wenigstens eine in seiner Ebene längs der Einzel-Verteiiersäuien (2, 5) angeordnete Haupt-Verteilersäule (1) zum Durchlesen des gesamten Wärmeträgermediums für alle anzuschließenden Zweigleitungen (27) aufweist.
6. 6. Verteileraggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens einer Verteilersäule (1 bis 3) eine thermostatisch steuerbare Förderpumpe (29, 291) angebracht ist, wobei insbesondere deren Verbindungsteile für den außen angebrachten Antriebsmotor (292) durch die Frontisolierung (44) hindurchgeführt sind.
7. 7. Verteileraggregat nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß aus der tragenden Wandung der Verteilersäulen (1 bis 3) Anschlußrohrstutzen (26) durch die Isolierhülie (44, 45) nach außen geführt und vorzugs-

   weise von einen·, angeformt sr. IsolisrmanteJ.stutzen (261) umgeben sind.
8. 8. Verteileraggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Verteilersäule (1 bis 3) Wärmeübertrager zum Obertragen von Wärme von ei ner Säulenkammer (11) in die benachbarte Säulenkammer (12) zugeordnet sind.
9. 9. Verteileraggregat nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Einwirkungsbereich der Förderpumpe (29, 291) zwischen beiden Säuienkammern (11, 12) wenigstens eine Durchtrittsöffnung (31) vorgesehen ist und ihr Steilmittel (32, 33) zur Einstellung oder Regelung der durch diesen Durchtrittsöffnung hindurchgeführten Strömung zugeordnet sind.
10. 1o· Verteileraggregat nach Anspruch 9 dadurch gekennzeichnet, daß der Durchtrittsöffnung (31) Strömungs-Leiter (34, 35) zum Leiten der Strömung in der der Durchtrittsöffnung nachgeschalteten Säulenkammer (11) zugeordnet sind.
11. 11. Verteiieraggrcgat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet ,daß die Sbi*mungsleiter in der nachgeschalteten Säulenkammer (11) stromaufwärts der Durchtrittsöffnung (31) vorgesehene, längs der Säulenkammern (11, 12) ausgerichtete Laminarleiter (34) zum weitgehend laminaren Einleiten der Hauptströmung und stromabwärts der Durchtrittsöffnung (31) zur Längsrichtung der Säulenkammer unterschiedlich geneigte Wirbel-und/oder Mischer-Leiter (35) aufweisen.
12. 12. Verteileraggregat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der oder einer weiteren Durchtrittsöffnung (40) ein insbesondere thermostatisch regelbares Mischventil (36) zugeordnet ist.
13. 13. Verteileraggregat nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens in der Hauptverteilersäule £1) die Wärmeübertrager in abgeteilten Längsschächten (39, 41) ihrer beiden Kammern (69, 70) angeordnet sind (Fig. 6 bis 11).

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14. 14. Verteileraggregat nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens in dem abgeteilten Längsschacht (39) einer der beiden Säulenkammern (69, 70) eine Förderpumpe (291) angebracht ist. (Fig.6).
15. 15. Verteileraggregat nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Längsschächte (39, 41) an einem Ende durch einen die Durchtrittsöffnung (311) begrenzenden gemeinsamen Umlenkbogen (42) abgeschlossen sind.
16. 16. Verteileraggregat nach Anspruch 14 oder 15 , gekennzeichnet durch eine am auslaßseitigen Ende des stromabwärts liegenden Längsschachtes (41) angeordnete Mischeinrichtung (60) zum Durchmischen der Schachtströmung mit der restiicnen Kammerströmung (Fig. 6).
17. 17. Verteileraggregat nach einem der Ansprüche 8, 14 oder 16 gekennzeichnet, durch die Ausbildung der Wärmeübertrag er als beide Säulenkammern thermisch verbindende, insbesondere eine dazwischen angeordnete Trennwand (9) im wesentlichen strömungsmitteldicht durchsetzende Wärmetauscher (64) mit großen Wärmetauscherflächen in beiden Längsschächten (61, 62, Fig. 9 bis 11).
18. 18. Verteiieraggregat nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmeübertauscher (64) jeweils einen rohrförmigen Hohlkörper (heat pipe) aufweisen, der mit einem strömungsfähigen, schnell reagierenden Wärmetauschermittel bzw. Kältemittel gefüllt ist, dessen Kondens^ationstemperatur im Bereich der Temperatur der Rücklaufkammer (70) liegt.
19. 19. Verteiieraggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Verteilersäuien 1 bis 3) mit insbesondere durch eine Wärmedämmschicht (45) hindurch an einer tragenden Wand (19) zu befestigenden Haiteschienen versehen sind, die vorzugsweise durch seitlich vorspringende Anschlußflansche (50) der Verteilersäulen (1 bis 3) gebildet sind.
20. 20. Verteileraggrfcgat nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußflansche (50) mit solchem Abstand vom Korpus der Verteilersäulen (1 bis 3) abgewinkelt sind, daß sie den Rand einer Wärmedämmlage (43, 44) umgreifen. (Fig. 5)
21. 21. Verteileraggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die V/ärmedäiTiirilagcn (43, 44) benachbarter Verteilersäulen (1 bis 3) einen Abstand für einen Zwischenraum (48) zur Aufnahme zusätzlicher Einrichtungen wie Leitungen (54) und Installationsteile haben.

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22. 22. Verteileraggregat nach einem der Ansprüche 19 bi·· 2\ , dadurch gekennzeichnet, daß die Anschlußflansche (50) Z-förmig mit einander übergreifenden Randteilen (47) ausgebildet sind (Fig. 5).

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23. 23. Verteileraggregat nach einem der Ansprüche 19 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß an den Halteschienen bzw. Anschlußflanschen (47) insbesondere U~förmige Führungsschienen (51) für herausnehmbar einzufügende Geräteteile vorgesehen sind.
24. 24. Verteileraggregat nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß mit gleicher Höhe (bzw. Länge) und Tiefe seitlich an das Aggregat anschließend, insbesondere in dieses integriert, eine Steuer-"und Regelsäule

    (56) mit einzeln herausnehmbaren Einschüben (57) für Mess-Steuer- und Regelgruppen vorgesehen ist.¹